摘要：随着地下建筑大规模的发展，工程建设的经济、安全、环保、耐久等方面因素越来越受到重视，各种因素中，安全最为重要，而影响地下建筑安全的关键是深基坑的安全，因此，深基坑支护施工技术在建筑工程中的重要性日益突显。深基坑支护的应用提升了工程的稳定性和安全性，但实际施工中还存在很多问题。本文总结了深基坑支护的施工技术及施工难点，为今后类似的工程提供了有益的借鉴。
关键词：深基坑支护；施工技术；施工难点
一、工程概况
1、场区周边环境条件
北海市海丝路广场公园工程位于广东路与杭州路交汇处东北角，北侧为万达规划路，路面标高9.6m，非机动车道边距离基坑边约17.5m，西侧为万达广场停车场，场地开阔平坦，距离基坑开挖边线3.0m；南侧为杭州路，地面标高约7.5m，非机动车道边距离基坑边约25.15m；东侧为湘潭路，路面标高7.5-9.6m，北高南低，非机动车道边距离基坑边约6.5m。基坑四周100m范围内无高楼及高耸建筑物。
2、基坑概况
用地面积为51378㎡，基坑开挖面积约25000㎡，基坑开挖周长约900m。本工程±0.00相对绝对标高1.700m，基础底标高为0.450～5.000m，开挖边线范围内自然地面标高约8.40～11.41m，基坑开挖深度约3.40～8.55m。
3、用地红线情况
基坑开挖边线距用地红线3.00～63.50m。其中西北角及西南角最短，为3.00m；南面北面最长，为63.50m。
4、地质情况
根据项目岩土工程勘察报告,场地范围内主要分布杂填土、表土、含黏性土中砂、含黏性土砾砂、砾砂、黏土、粗砂。
根据地下水埋藏情况分析，基坑施工前应根据当时地下水情况及预计未来变化情况进行专门的基坑降水设计，降水后水位应保持在开挖基底面下0.5～1.0m以下。
二、支护方案
本工程基坑支护采用钻孔灌注桩+桩间网喷的支护方案,降水措施为高压旋喷桩止水帷幕+基坑井管降水。基坑支护长度约900m，根据基坑侧壁土质及基坑深度、周边荷载等条件，本工程基坑支护分为BC、CD、DF、FG、GH、HB六个区段。本基坑的支护设计安全等级按二级考虑，支护结构使用期限一年。
三、材料要求
各种材料应按计划逐步进场，钢材、水泥及化学添加剂必须有相关产品合格证，支护桩所用的钢材需要焊接连接时，其接头必须经过试验，合格后方可使用。
本工程施工所需主要材料详见下表所示。
主要材料计划表
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四、施工机具设备
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五、劳动力准备
土方开挖阶段约20人，钻孔灌注桩工程约40人，止水桩工程约20人，冠梁施工约40人，喷射混凝土约30人，降水井约15人。
六、施工作业条件
（1）有齐全的技术文件和完整的施工方案，且基坑支护及土方开挖方案已经经过专家论证，并已进行技术交底和安全交底。
（2）地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。施工用的临时设施准备就绪。场地标高为钻孔工作面标高。
〔3〕按设计图纸制作好钢筋笼，并经监理验收合格。
〔4〕要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案，做好技术、安全交底。
七、施工工艺
（一）工艺流程
施工测量→CD/FG/HB段钻孔灌注桩→CD/FG/HB段高压旋喷桩→第一层土方开挖（自然地面至7.50m）→CD/FG/HB段钢筋混凝土冠梁→CD/FG/HB段搭设基坑邻边防护栏杆、砌筑坡顶排水明沟→第二层土方开挖（7.5m至5.0m）→BC/DF/GH段坡面人工抹面→BC/DF/GH段钻孔灌注桩→BC/DF/GH段高压旋喷桩→第三层土方开挖（5.0m至2.50m）→桩间土喷锚→降水井施工→第四层土方开挖（2.5m至1.10m）→桩间土喷锚工→第五层土方开挖（1.10至各基底标高）→砌筑基坑底面四周排水沟、集水井→主体结构工程施工→地下室外侧回填土。
（二）操作工艺
1、基坑土方开挖
土方开挖之前，必须进一步查明基坑开挖范围内地下管线的分布及其埋深等属性、施工场地地质水文情况、周围道路情况、附近建筑物的类型以及具体的埋深等情况，根据基坑工程设计文件和基坑工程施工组织设计文件制定详细的施工方案和施工组织设计。其内容包括：土方开挖的前提条件、与设计工况一致的开挖方法和开挖顺序、坑内出土道路设计、设备选择和人员配备等。土方开挖应与基坑支护相配合进行，严格遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。
开挖过程中若出现异常情况，应立即停止挖土，并及时查明原因，经参建各方确认解决措施后方能继续施工。土方开挖后必须及时将土方外运出去，不得堆在坡顶6m范围内，基坑坡顶3-5m范围内材料堆放荷载不得超过10kpa，6m以外允许加大堆放荷载，但堆放高度不得超过1.5m，保证施工现场的交通畅通与施工安全。
2、长螺旋钻孔灌注桩施工
长螺旋钻孔灌注桩施工工艺流程：钻孔机就位→钻孔→ 检查质量→孔底清理 →孔口盖板→移钻孔机
浇筑混凝土工艺流程：移盖板测孔深、垂直度→放钢筋笼→放混凝土溜洞→浇筑混凝土 (随浇随振)→插桩顶钢筋
（1）测量放线：依据业主给的坐标控制点，由施工测量小组按要求测量放线，用经纬仪结合图中坐标位置进行放线定位，然后根据桩位平面布置图，放出每根桩的桩位，认真填写测量放线记录，并对放线结果进行复核。
（2）钻机就位：钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。
（3）钻孔：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进、出土，达到控制深度后停钻、提钻。
（4）检查成孔质量：
钻深测定。用测深绳（锤）或手提灯测量孔深及虚土厚度。虚土厚度等于钻孔深的差值。虚土厚度一般不应超过10cm。
孔径控制。钻进遇有含石块较多的土层，或含水量较大的软塑粘土层时，必须防止钻杆晃动引起孔径扩大，致使孔壁附着扰动土和孔底增加回落土。
（5）孔底土清理。钻到预定的深度后，必须在孔底处进行空转清土，然后停止转动；提钻杆，不得曲转钻杆。孔底的虚土厚度超过质量标准时，要分析原因，采取措施进行处理。进钻过程中散落在地面上的土，必须随时清除运走。
（6） 移动钻机到下一桩位。经过成孔检查后，应填好桩孔施工记录。然后盖好孔口盖板，并要防止在盖板上行车或走人。最后再移走钻机到下一桩位。
（7）混凝土浇筑：移走钻孔盖板，再次复查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底虚土厚度。有不符合质量标准要求时，应处理合格后，再进行下道工序。
吊放钢筋笼：钢筋笼放入前应先绑好砂浆垫块（或塑料卡）；吊放钢筋笼时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时，应立即固定。遇有两段钢筋笼连接时，应采取焊接，以确保钢筋的位置正确，保证层厚度符合要求。
放溜筒浇筑混凝土。在放溜筒前应再次检查和测量钻孔内虚土厚度。浇筑混凝土时应连续进行，分层振捣密实，分层高度以捣固的工具而定。一般不得大于1.5m。 混凝土浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在凿除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。
撤溜筒和桩顶插钢筋。混凝土浇到距桩顶1.5m时，可拔出溜筒，直接浇灌混凝土。桩顶上的钢筋插铁一定要保持垂直插入，有足够的保护层和锚固长度，防止插偏和插斜。混凝土的坍落度一般宜为8～10cm；为保证其和易性及坍落度，应注意调整砂率和掺入减水剂、粉煤灰等。
（8）质量验收：钻孔灌注桩采用低应变动测法检测桩身完整性,检测数量不宜少于总桩数30%，且不得小于20根；当根据低应变动测法判定的桩身缺陷可能影响桩的水平承载力时应采用钻芯法进行验证,并应扩大低应变动测法检测的数量。
3、高压旋喷止水桩施工
本工程高压旋喷桩共计3847根，直径为600，BC/DF/GH段为单排桩，桩搭接宽度300mm，平均桩长10m，约1312根；BH/CD/FG段为双排桩搭接宽度400mm，排距为300mm，平均桩长14m，约2535根。
高压旋喷桩施工工艺流程：测放桩位→旋喷机就位→低压旋喷引孔→置入注浆管→拌制水泥浆→高压旋喷注浆→排浆→提拔注浆管→清洗注浆管→回灌浆液或桩基移位
（1）钻机就位应准确，钻机架设应平稳坚实，就位偏差≤20mm。
（2）引孔时用水平尺控制桩架垂直度，成孔偏斜率控制在1%以内。
（3）按照设计要求的喷浆提升速率，核定卷扬机的转速。
（4）高压旋喷前首先应检查高压设备和管路系统，保证其压力和流量满足要求，注浆管及高压喷嘴内不得有任何杂物，避免堵管。检查注浆管接头的密封圈及其他密封部件必须完好。
（5）注浆管下沉至设计孔深前，应及时按设计配合比制备好水泥浆液。然后按设计要求输入水泥浆液，待浆压升至设计值后，按规定的提升速度和旋转速度提升注浆管，进行由下而上的喷射注浆。旋喷开始后应连续作业。
（6）水泥浆液应随配随用，浆液搅拌采用二级搅拌，防止水泥浆沉淀。
（7）搅拌水泥浆液时，水灰比应按设计要求不得随意改动，禁止使用受潮、结硬、过期的水泥。
（8）高压旋喷注浆作业时，供浆、送气应连续，一旦中断，应将注浆管下沉至停供点200mm以下，待恢复供应后再旋转提升。注浆拆卸后重新喷射作业的搭接长度不应小于100mm。
（9）高压喷射注浆过程中，当冒浆量小于注浆量的20%时为正常现象。
（10）预先根据场地计算好桩顶及桩底标高，并在机架上做好记号，当喷射注浆接近桩顶时，应从桩顶以下500mm开始慢速提升至旋喷至桩顶，并超过桩顶标高300mm，然后关闭高压泵后快速提升至地面。
（11）高压喷射注浆施工应跳打，跳打程序为隔孔跳打，以防邻桩串浆而影响成桩质量。
4、冠梁施工
冠梁施工工艺流程：开挖支护桩顶上部土方→凿掉桩顶浮浆层→浇筑冠梁垫层→绑扎冠梁钢筋→安装冠梁模板→混凝土浇注→冠梁混凝土养护。
用经纬仪测出桩顶冠梁轴线及边线。支护桩纵筋锚入桩顶冠梁内35d。钢筋按图纸要求绑扎，设置砂浆垫块控制钢筋保护层的厚度。控制钢筋保护层厚度的水泥砂浆垫块按梅花状或“品”字形进行布置, 桩顶冠梁水泥砂浆垫块布置间距为每个侧边及底面按每米一块进行布置。
桩顶冠梁模板两侧采用胶合板模板，钢管和木枋支撑体系。
支模完毕，砼浇筑前，将模板内的杂物清除干净，浇水湿润模板。桩顶冠梁砼强度等级均为C30。混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的润湿状态。养护期不少于7d。
5、 坡面挂铁丝网人工抹面施工
基坑支护设计图纸南北西三面（BC/DF/GH段）为按1:0.75自然放坡至5.0m，并对坡面挂铁丝网人工抹面，以保证基坑支护工程安全稳定。
工艺流程：坡面土修整→插入锚筋→挂铁丝网→水泥混合砂浆人工抹面（35mm厚）→人工抹面养护。
6、排水
（1）基坑四周支护范围内应预修整，做排水沟和水泥砂浆或混凝土地面，防止地表水向地下渗透，同时基坑顶四周设置截水沟,将地表水集中排出后与市政雨水管道对接。
（2）基坑护壁排水主要在桩间护壁面设置泄水孔,孔径50mm,采用PVC管导出,角度为10°,竖向间距3.00m,水平间距1.10m,遇渗水处应增设排水孔。
（3）距基坑底边0.50m处按3%坡度设置砖砌排水沟 ,原则上每隔25～30m设置一个集水井,沟内水经集水井通过水泵抽排出场外,坑底不应积水。
7、降水井
（1）工艺流程：井点设计→确定井位→成孔→清孔→下井管及滤水管→回填滤料→安放潜水泵→降水→回填井孔。
（2）井管由滤水管、吸水管和沉砂管三部分组成。
（3）降水井钻孔井径400，用φ300mmPVC塑料管，管周边开孔，眼孔φ10@25。
（4）集水井钻孔井径600，用φ400mmPVC塑料管，管周边开孔，眼孔φ10@25。
（5）水位观测井管：钻孔井径400，用φ300mmPVC塑料管，管周边开孔，眼孔φ10@25。
（6）机械设备采用潜水水泵，每个井一台，并带吸水铸管或胶管。成孔设备用CZ型冲击钻机及配套卷扬机等。一台冲击钻机配备考虑：泥浆车2台、泥浆泵1台、清水泵1台、潜水泵若干台。
八、结语
随着城市化的发展，地上地下可利用空间逐渐缩小，城市基坑工程往纵深发展越来越多，基坑开挖深度也越来越深。深基坑存在着地下情况复杂、不可预见的高风险以及多样性的特点，如何保证基坑工程的稳定是安全的关键。本文简述了基坑支护施工技术在本工程的施工方法，这是一种可行的施工方法，可为以后类似的广场公园施工提供一定的借鉴和指导作用。
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论文作者:莫羚羚
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
标签：基坑论文; 钻孔论文; 标高论文; 土方论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 工程论文; 《基层建设》2020年第2期论文;